2.2 PXIE模块设计
2.2.1 PXIE的时钟电路设计
在PXIE规范中,对于时钟的频率稳定度要求是100 MHz±300 ppm,抖动(Cycle-to-Cycle)需要小于125 ps,占空比要求50%±5%以内。因此,系统中选用IDT公司的ICS874003-02作为100 MHz参考时钟的抖动衰减器。ICS874003-02是一款高性能的将差分时钟转换为LVDS电平时钟信号的时钟抖动衰减器,该元件可支持PXI Express系统,具有衰减或“清除”100 MHz PXIE输入时钟抖动,同时将其转换成250 MHz LVDS输出能力的时钟器件。ICS874003-02在芯片内部集成了一个高性能,低相噪的锁相环。锁相环的鉴相带宽为400 kHz,可以快速锁定时钟,减小抖动。该器件支持低于1 ps RMS极低相位噪声的基准时钟生成,满足基于PXIE的高速应用的严格的抖动要求。它的最大周期抖动为35 ps,占空比变化为50%±2%,完全可以满足PXIE对时钟的要求,其内部原理图如图6所示。
该系统设计中采用QA0/nQA0和QA1/nQA1两对差分输出时钟,并且将这两个输出分频器的分频系数设置为5,使输出时钟频率和输入时钟频率相同。
ICS874003-02提供独立的电源用以隔离内部锁相环产生的开关噪声,VDD,VDDA,以及VDDO抑必须单独通过过孔连接到电源层,并且在每个电源脚上都要加入旁路电容,为了获得最佳的时钟抖动特性,电源需要相互隔离。如图7所示,1个10 Ω的电阻以及1个10 μF和0.01 μF的旁路电容构成了一个电源滤波电路,连接到每个VDDA脚,10 Ω的电阻可以被磁珠所替代。